Проверка на неисправности и замена лямбда-зонда (датчик кислорода) самостоятельно

Какие датчики могут располагаться в двигателе

Разные моторы могут иметь различное количество датчиков, исправность которых может по-разному влиять на запуск и работу силового агрегата. Если смотреть обобщенно, то любой индикатор, может повлиять на хороший пуск движка. Но, если разбирать по частям, то каждый датчик имеет свое предназначение, а поэтому не все могут повлиять на запуск сердца автомобиля. Рассмотрим, каждый датчик по отдельности и его предназначение в работе автомобиля.

Итак, начнем с самого начала. Автолюбитель залил горючее в автомобиль. На многих современных автомобилях устанавливают датчик качества топлива. Особенно такие датчики можно встретить на немецких и американских автомобилях, которые не адаптированные для нашего региона.

При поступлении плохого горючего в топливную систему, анализатор определяет, насколько качественное топливо попало в машину. Если была залита «бодяга», то мотор может начать заводится с трудом или вовсе не заведется. Располагается такое анализатор может перед или после топливного фильтра.

Второй индикатор по значению, который может повлиять на запуск мотора — датчик температуры охлаждающей жидкости. Именно неисправность этого индикатора может привести к тому, что силовой агрегат будет долго заводиться. Это связано с тем, что электронный блок управления думает, что мотор нагретый, и впрыскивает недостаточное количество топлива. Обычно, этот датчик больше всех подвержен поломкам.

Следующий индикатор, который непосредственно влияет на нормальный запуск движка — датчик регулятора холостого хода. Он определяет, какое количество топливно-воздушной смеси необходимо для нормальной работы мотора на холостом ходу и во время пуска мотора.

Датчик детонации также влияет на пуск агрегата. Обычно, он установлен в верхней части двигателя и улавливает вибрации издаваемые двигателем. В случае, если датчик подает в ЭБУ сигнал о том, что детонационные действия могут навредить мотору, блок управления блокирует подачу воздушно-топливной смеси и искру. При этом мотор может первый раз провернуть несколько раз коленчатый, а потом заглохнуть и вовсе больше не завестись.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Этот индикатор контролирует положение дросселя, а также процесс регулировки его для нагнетания воздуха в камеры сгорания. ДПДЗ неразрывно связан с датчиком массового расхода воздуха.

Датчик положения коленчатого вала. Он вычисляет положение коленвала относительно положения цилиндров. При выходе со строя, блок управления получает стабильные данные и останавливает работу мотора принудительно.

Датчик кислорода влияет непосредственно на образование воздушно-топливной смеси, а также на расход горючего. Он измеряет концентрацию кислорода в выпускных газах, чем контролирует непосредственно подачу топлива в камеры сгорания. Разность показаний индикатора изменяется приблизительно от 0,1 В (высокое содержание кислорода — бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода — богатая смесь).

А задней части головки блока цилиндров расположен датчик фаз. Он определяет положение 1-го поршня в верхней мертвой точке. Разработан и основан на действие датчика Холла. Этот датчик регулирует фазы газораспределения, а именно открывание и закрывание выпускных клапанов.

Еще одним представителем воздушных индикаторов является датчик массового расхода воздуха (ДМВР). Расположен он перед дроссельной заслонкой и при помощи него контролируется количество воздуха, который поступает в камеру сгорания.

Этот индикатор анализирует положение дроссельной заслонки для подачи и регулировки количества воздуха подаваемого в цилиндры. Обычно, при выходе датчика со строя, количество нагнетаемого воздуха для разных режимов работы двигателя не меняется, и силовой агрегат попросту задыхается при добавлении количества топлива и оборотов.

Дополнительными датчиками могут считаться — датчик температуры охлаждающей жидкости расположенный на радиаторе и датчик диагностики электроники. Эти индикаторы устанавливаются на автомобилях с так называемой «тяжелой электроникой», где все процессы управления мотором проводятся бортовым компьютером.

Неотъемлемой частью датчик управления запуском двигателя является блок управления силовым агрегатом. Именно он контролирует все процессы, происходящие в движке, а также регулирует настройки для оптимального пуска. Выход со строя этого элемента повлечет за собой то, что мотор попросту не заведется.

Принцип работы кислородного датчика

Принцип действия кислородного датчика достаточно простой. Лямбда-зонд должен сравнивать показания с какими-то идеальными результатами, чтобы понимать, как меняется процент кислорода в смеси, поэтому замеры проводятся в двух местах – измеряется атмосферный воздух и продукты сгорания.

Такой подход позволяет датчику чувствовать разницу, если соотношения топливной смеси меняется.

ЭБУ должен получать от лямбда-зонда электрический импульс. Для этого датчик должен уметь преобразовывать замеры в электрические сигналы. Для измерения применяются специальные электроды, которые могут вступать с кислородом в реакцию.

В работе лямбды используется принцип гальванических элементов – смена условий химических реакций приводит к изменению напряжения между двумя электродами. Когда смесь богатая, а содержание кислорода за нижним порогом, тогда напряжение растет. Если смесь обедненная, напряжение будет падать.

Далее импульс, который возникает на этапе химических реакций, отправляется на ЭБУ, где параметры сравниваются с записанными в памяти топливными картами. В результате корректируется работа системы питания.

Наконечник покрыт напылением из платины – именно этот слой и вступает в реакцию с кислородом. Одной стороной этот наконечник контактирует с выхлопными газами, другой стороной – с воздухом в атмосфере.

Электроды лямбда-зонда имеют одну особенность. Так, чтобы реакция проходила эффективнее и показатели были точными, замеры содержания кислорода в выхлопе производятся при условии определенных температур.

Для того, чтобы наконечник вышел на рабочие характеристики и нужную электропроводимость, температура среды должна составлять 300-400 градусов.

Некоторые модели кислородных датчиков оснащены электрическими нагревателями. Благодаря им лямбда может быстрее выходить на рабочие температурные режимы. Подогрев использует энергию бортовой сети автомобиля.

Замена кислородного датчика не является плановой процедурой, однако зачастую рекомендации сводятся к следующему:

  • датчики с подогревом требуют замены каждые 100 тысяч километров пробега;
  • датчики без подогрева – замена каждые 50 -80 тысяч километров; пробега:
  • планарные датчики – замена каждые 160 тысяч километров пробега.

Замена лямбда зонда производится после его проверки любым из способов, описанных выше, на предмет поломки. Ремонтные работы по устранению неполадок лямбда зонда делятся на два этапа: подготовительный и этап установки.

Подготовительный этап предполагает наличие необходимых инструментов, подбор и покупку заменяемой детали (лямбда-зонд). Далее выполняется демонтаж защиты, обработка гайки для фиксации жидким ключом или WD-40. Также нужно, чтобы не расширялся коллектор, снизить температуру двигателя до приемлемого показателя.

Внешние признаки и причины

Если система подогрева лямбда-зонда или само устройство в автомобиле не работает, симптомы неисправного состояния будут следующими:

  1. Силовой агрегат стал работать менее стабильно. Обороты могут самопроизвольно увеличиваться и падать. Мотор часто глохнет, особенно на светофорах.
  2. Снизилось качество горючей смеси, которая подкачивается воздухом в систему цилиндров. Если исправность датчика была нарушена, это станет причиной перерасхода горючего.
  3. Подача горючего стала неэффективной, топливо попадает в камеры сгорания бесконтрольно. Это может привести к появлению неполадок в работе агрегата, а также электронной системы авто.
  4. Со временем может проявляться прерывистость работы мотора при функционировании на холостых оборотах. На максимальных — эффективность работы ДВС также будет менее низкой.
  5. Появились неполадки в функционировании электронных систем. Из-за необходимости ремонта датчика отдельные отсеки силового агрегата будут работать нестабильно. Это связано с тем, что импульсные сигналы о неисправности подаются с задержкой.
  6. Во время движения транспортное средство стало дергаться. Особенно когда машина идет в гору.
  7. При функционировании двигателя на любых оборотах могут появляться хлопки.
  8. Двигатель стал с замедлением реагировать на нажатие педали газа. Ускорение происходит, но не сразу.

Одним из важных симптомов является загорание индикатора Чек Энджин либо лампочки выхода из строя кислородного контроллера на приборном щитке авто.

Причины, по которым работоспособность датчика кислорода будет нарушена, могут возникать не сразу, поэтому выход из строя детали происходит в несколько этапов:

  1. На первом кислородный датчик начинает функционировать нестабильно. Периодически сигнал с устройства пропадает, информация подается в обширном диапазоне. Это приводит к ухудшению качества горючей смеси, а также нестабильной работе оборотов. На начальном этапе происходит подергивание машины при движении, проявляются нехарактерные для работы ДВС хлопки, на приборке может загореться индикатор неисправности.
  2. На следующем этапе лямбда-зонд перестает функционировать на холодном моторе, пока агрегат не прогреется. Симптомы неполадок будут аналогичными, только проявляются с большей силой. Может снизиться мощность мотора машины, появится отклик при нажатии на педаль газа. В итоге это может привести к перегреву ДВС.
  3. На третьем этапе кислородный датчик обычно полностью выходит из строя. Мощность силового агрегата еще больше падает, это явно проявляется при езде на высокой скорости. Из глушителя появляется неприятный и резкий запах.

Причины, с которыми может быть связана поломка датчика кислорода:

  1. Произошла разгерметизация корпуса устройства. Из-за этого внутрь стали попадать отработавшие газы и воздух.
  2. Перегрев контроллера. Причина может быть связана с неполадками в работе системы зажигания либо неправильно выполненным тюнингом силового агрегата.
  3. Длительное воздействие внешних факторов. Эту причину можно отнести к естественному износу, поскольку любой датчик кислорода со временем выходит из строя.
  4. Рабочая поверхность датчика кислорода покрыта продуктами сгорания, которые блокируют его работу. Это обычно связано с регулярным использованием низкокачественного горючего.
  5. Произошло нарушение в работе электропитания либо повреждена проводка, ведущая к центральному блоку управления.
  6. Механическое повреждение устройства. В результате сильного удара по корпусу могут разрушиться внутренние элементы контроллера. Такое часто проявляется при регулярной езде по бездорожью.

Датчик кислорода на Рено Логан — принцип работы

Лямбда зонд он же датчик кислорода состоит из металлической оболочки и специального гальванического элемента, расположенного внутри датчика. Через отверстия в датчике, отработавшие газы из выпускного катализатора проходят через датчик. В зависимости от содержания количества кислорода в газах изменяется сигнал, который датчик передает на ЭБУ.

Датчик передает два вида сигналов — высокого и низкого уровня. Низкий сигнал передаваемый датчиком говорит о высоком содержании кислорода и, следовательно, об обеднении смеси. При передаче высокого сигнала в отработавшей смеси низкий уровень кислорода, что свидетельствует о переобогащении смеси. Таким образом, благодаря датчику кислорода ЭБУ контролирует подачу смеси в камеру сгорания.

Циркониевый датчик

Циркониевый датчик производит сравнение содержания кислорода в системе выпуска отработавших газов с эталонным атмосферным газом, который содержится во внутренней камере. Отработавшие газы проходят над непроницаемой керамической наружной поверхностью датчика из диоксида циркония.

Эталонный атмосферный газ содержится во внутренней камере датчика. С обеих сторон керамической секции имеются электроды. Блок управления использует сгенерированное напряжение для определения топливовоздушного отношения. Бедная смесь (λ > 1). Богатая смесь (λ < 1 ).

Почему используется именно диоксид циркония? Диоксид циркония ZrO2 — это бесцветные кристаллы, с высокой температурой плавления, что является значительным преимуществом при использовании под воздействием высоких температур выхлопных газов. 

Внимание! Температура плавления оксида циркония: 2715°C

Название ИЮПАК: Zirconium(IV) oxide, Zirconium dioxide.

Этот оксид металла применяется также в стоматологии для изготовления зубных протезов. Но в большей степени повлияло на использование оксида циркония в кислородном датчике это ещё одно его полезное свойство. Диоксид циркония при нагревании проявляет свойства твёрдого электролита и проводит ионы кислорода. Это свойство используется в выхлопных системах автомобилей, а также в промышленности в анализаторах кислорода и в топливных элементах.

Чтобы ответить на вопрос какой лямбда зонд выбрать, выясним какие бывают типы лямбда зондов, как работают и как диагностируются.

Строение циркониевого лямбда-зонда

  1. Выпускная труба;
  2. Корпус датчика/электрический контакт;
  3. Керамический элемент;
  4. Контакты;
  5. Опорное значение воздуха (эталонный воздух);
  6. Электроды;
  7. Пористое защитное покрытие.

Блок управления (ЭБУ) постоянно регулирует топливо-воздушное соотношение. Правильное значение лямбда зонда: (λ =1 ).

Оптимальная работа кислородного датчика зависит от температуры керамики, в свою очередь оптимальная температура керамики должна быть выше 350С

Для ускорения достижения рабочей температуры кислородные датчики оснащены нагревательным элементом.

Рабочий цикл широкополосного датчика

Рабочую зону широкополосного лямбда зонда принято условно делить на 4 части. Это удобно для понимания принципа работы узла, во время диагностики, когда на приборной панели выходит ошибка системы.

  1. Камера ионого электролизного насоса — А.
  2. Чувствительный элемент или элемент Нернста — В.
  3. Электроцепь — С.
  4. ЭБУ — Д.

Отработанные газы, проходя по патрубку системы проникают в диффузионную щель, где происходит процесс дожигания. После дожига в камере образуется либо избыток, либо нехватка кислорода. Время каталитического сгорания твердых частиц в камере занимает 0.01 сек., но поскольку процесс дожига происходит только при высоком нагреве газа (от 200–300 градусов по Цельсию), камера нагревается через элемент нагревателя.

После догара топливного выхлопа в блоке, чувствительный элемент Нернста проводит сравнение, полученный состав воздуха с эталонным и передает информацию на ЭБУ мотора в одном из трех вариантов:

  • недостаток кислорода (лямбда «минус»), смесь обедненная;
  • переизбыток (лямбда «плюс»), смесь обогащенная;
  • стехиометрия (лямбда =1) — уравновешенный параметр.

На основе показателей ЭБУ посылает импульс на ионный насосный блок. В зависимости от первичных данных блок управления передает одну из трех команд.

  1. При переизбытке кислорода формируется положительный ток, смесь обедненная, необходимо провести лишний кислород в выхлопной патрубок.
  2. Если смесь обогащенная, необходимо закачать кислород из коллектора выхлопной системы в камеру и сформировать отрицательный ток.
  3. При стехиометрии ЭБУ не дает сигнал.

Во время формирования положительного или  отрицательного тока в блоке ионного насоса, формируется показатель качественного состава выхлопной смеси. ЭБУ считывает параметр тока на сторонах насоса и формирует сигналы на корректировку подачи топлива в систему впрыска.

После внедрения широкополостных датчиков в систему выходного коллектора значительно упростился процесс диагностики и отпала необходимость использовать газоанализаторы. Но не все так однозначно в работе современных датчиков.

Принцип действия лямбда зонда

Основной задачей лямбда зонда является определение химсостава выхлопных газов и уровня содержания в них молекул кислорода. Этот показатель должен колебаться в пределах от 0,1 до 0,3 процентов. Бесконтрольное превышение этого нормативного значения может привести к неприятным последствиям.

При стандартной сборке автомобиля, лямбда зонд монтируется в выпускном коллекторе в области соединения патрубков, однако, иногда бывают и другие вариации его установки. В принципе, иное расположение не влияет на рабочую производительность данного прибора.

Сегодня можно встретить несколько вариаций лямбда зонда: с двухканальной компоновкой и широкополосного типа. Первый вид чаще всего встречается на старых автомобилях, выпущенных в 80-е годы, а также на новых моделях эконом-класса. Датчик широкополосного типа присущ современным авто среднего и высшего класса. Такой датчик способен не только с точностью определить отклонение от нормы определенного элемента, но и своевременно сбалансировать правильное соотношение.

Благодаря усердной работе таких датчиков существенно повышается рабочий ресурс автомобиля, снижается топливный расход и повышается стабильность удержания оборотов холостого хода.

С точки зрения электротехнической стороны, стоит отметить тот момент, что датчик кислорода не способен создавать однородный сигнал, так как этому препятствует его расположение в коллекторной зоне, ведь в процессе достижения выхлопными газами прибора может пройти определенное количество рабочих циклов. Таким образом, можно сказать, что лямбда зонд реагирует скорее на дестабилизацию работы двигателя, о чем он собственно впоследствии и оповещает центральный блок и принимает соответствующие меры.

Как провести диагностику широкополостного лямбда зонда

Диагностика широкополосного датчика начинается с визуального  осмотра наконечника элемента, проверки токопроводящих выводов. Это самый простой способ провести диагностику, осматривать датчики нужно каждые 10 000 пробега, вынимая детали с посадочного места на выходном коллекторе. Что проверяют.

  1. Надежность контакта клеммы с зондом.
  2. Наличие механических повреждений.
  3. Выкручивают элемент проверяют кожух.

На рабочем зонде могут быть незначительные отложения, которые легко счищаются (даже ногтем). На наконечнике не должно быть окисла. Зонд необходимо поменять, если после демонтажа на наконечнике замечают изменение покрытия.

Сажевые отложения возникают при систематически переобогащенной топливной смеси, если вышел из строя нагреватель зонда. Сажа засоряет внутренние блоки, снижает скорость реакции и точность передачи данных.

Серые, белые отложения свидетельствуют, что в моторном масле или топливе большое количество присадок. Отложения забивают проходы в камеру, снижают точность сигнала в 5 раз.

Свинец накапливается на наконечнике зонда и снижает чувствительность платиновых панелей. Возникает при использовании некачественного топлива (чаще на дизельных моторах).

Срок службы

Завод изготовитель не предоставляет регламентный срок обслуживания или замены кислородных датчиков на Приоре.

В зависимости от того, в каких режимах эксплуатировался автомобиль, срок службы кислородного датчика может меняться. При нормальной эксплуатации и периодическом техническом обслуживании лямбда зонд способен прослужить до 100 тысяч километров пробега автомобиля.

Факторы, уменьшающие ресурсные способности лямбда зонда:

  • агрессивный стиль вождения;
  • заправка низкокачественным топливом;
  • частый нагрев двигателя до предельной температуры;
  • редкое техническое обслуживание автомобиля;
  • постоянное попадание влаги в моторный отсек и непосредственно на проводку, разъем и корпус лямбда зонда;
  • небрежное обслуживание элементов двигателя и механическое повреждение датчика;
  • игнорирование признаков неисправности двигателя.

Виды обманок

Игнорировать поломку ЛЗ никак не получится. Если ДК работает некорректно или вовсе отключился, функционирование двигателя нарушается, и он переходит в аварийный режим. Чтобы этого не произошло, надо поставить обманку — самодельную или покупную. Опытные автомобилисты предпочитают делать обманку своими руками.

Обманки имеются в продаже, но обходятся они дороже самодельных. Это особенно касается электронных — механические стоят дешевле. Бывает, что нужную запчасть трудно найти, в этом случае также приходится делать ее своими силами.

Механические

Их часто называют «ввертышами». Материал изготовления — бронза и сталь. Внутри «проставка» заполнена порошкообразной керамикой со специальным катализирующим покрытием. Из-за втулки газы быстро сжигаются, возникает разница в импульсах 1-го и 2-го датчиков.

Если автомобилист умеет обращаться с токарным станком, он может выточить втулку сам, если нет — заказать токарю. Он за небольшую плату выточит деталь по чертежу. Втулка готова к эксплуатации, но лучше заполнить ее керамическим порошком. Найти его несложно.

Чтобы сделать втулку, понадобится:

  • заготовка;
  • отвертка;
  • гаечные ключи.

Самодельная и купленная механическая обманка (МО) устанавливаются одинаково:

  1. Поставьте авто на эстакаду.
  2. Отсоедините клемму «минус» на аккумуляторе.
  3. Выкрутите ДК и поставьте вместо него втулку.
  4. Во втулку вкрутите датчик.

Потребность в услугах токаря снижает привлекательность создания самодельной МО. Если у автомобилиста нет токарных навыков и доступа к станку, по стоимости разница получается незначительной.

На заметку!

Обычно МО ставят на первый ДК, стоящий ближе к коллектору: он более чувствительный.

Как только будет поставлена обманка ДК, ошибка «Check Engine» исчезнет. Если этого не случилось, придется искать другой способ решения проблемы.

Электрические

Второй способ устранения проблемы с ДК — создание электронной обманки (ЭО) по специальной схеме. Так как ЛЗ посылает сигналы на контроллер, ЭО, подключенная к проводам, идущим от датчика к разъему, позволяет нивелировать чувствительность системы. В этом случае, несмотря на неисправность ЛЗ, мотор продолжит корректную работу.

Место установки ЭО определяется моделью авто. Например, ее местом установки может быть моторный отсек, торпеда или пространство между сиденьями.

ЭО — это микропроцессор в одном кристалле. Он анализирует процессы, протекающие в катализаторе. А получив и обработав информацию от первого ДК, трансформирует их в показатели второго ДК и отправляет на ЭБУ авто сигнал, необходимый для корректной работы мотора.

Для самостоятельной установки ЭО понадобится:

  • схема подключения ЛЗ;
  • паяльник с максимально малым жалом;
  • припой;
  • канифоль;
  • конденсатор на 1 мкФ, неполярный;
  • резистор на 1 Мом;
  • нож;
  • изолента.

Прежде чем приступать к монтажу электросхемы, необходимо разобраться в количестве и цвете проводов, идущих на ЛЗ. В авто бывает от 2 до 4 проводов. Количество зависит от наличия дополнительного нагрева.

Обычно попадаются датчики с 4 контактами. Из них 2 ответственны за нагрев. Их во время монтажа трогать не нужно. Для установки потребуются 2 провода — масса и контакт. Обычно в интернете на схемах указывается цвет проводов, но он может не совпасть с их окраской в каком-то конкретном автомобиле. Поэтому надо ознакомиться с индивидуальной схемой и найти нужные провода.

Порядок монтажа обманки на ЛЗ:

  1. Отсоедините клемму «минус» на аккумуляторе.
  2. В сигнальный провод впаяйте резистор. Для этого разрежьте его ножом и разместите в разрыве сопротивление с помощью паяльника.
  3. Найдите массу и сигнальный провод и впаяйте между ними конденсатор.
  4. Все полученные соединения заизолируйте. Если все сделано правильно, система должна работать.

Чтобы продлить работу электронной схемы, внедренной своими силами в систему контроля, рекомендуется поместить ее в небольшой пластиковый контейнер или любую другую подходящую по размеру коробку. Сверху заалейте схему эпоксидной смолой.

Эта простейшая схема, несмотря на хитроумность автомобильных систем, прекрасно работает. При этом расходы на ее создание минимальные по сравнению с покупкой электронного эмулятора. В последних используются самые современные схемы, зачастую с микропроцессорами, затраты на их приобретение будут в 10 раз больше, чем при самостоятельном изготовлении электронной обманки (ЭО).

электронная обманка лямбда зонда своими рукамиэлектронная обманка лямбда зонда своими руками

ЭО — самый простой и эффективный вариант решения проблемы. Проблемы могут возникнуть только с подбором сопротивления. Но если даже оно не подойдет, его можно поменять, впаяв новое. Правда, сделать это надо, до того как схема будет залита эпоксидной смолой.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий